Regulamentação global: foco em ésteres de 3-MCPD e ésteres glicidílicos com base no parecer científico da EFSA em 2016

Universidade de Aveiro

2017

Departamento de Química

Sofia Pereira Oliveira

Regulamentação global: Foco em ésteres de 3-MCPD e

ésteres glicidílicos com base no parecer científico da EFSA

em 2016

Universidade de Aveiro 2016-2017

Departamento de Química

Sofia Pereira Oliveira

Regulamentação global: Foco em ésteres de 3-MCPD e

ésteres de Glicidol, com base no parecer cientifico da

EFSA em 2016

Relatório de Estágio apresentado à Universidade de Aveiro para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Biotecnologia Alimentar, realizada sob a orientação científica da Professora Doutora Ivonne Delgadillo do Departamento de Química da Universidade de Aveiro, e da Doutora Cátia Vaz da Dan Cake (Portugal), S.A.

Por acreditarem sempre em mim e que tudo seria possível, dedico este trabalho aos meus pais, irmã e namorado.

O júri

Presidente Doutor Jorge Manuel Alexandre Saraiva

Investigador auxiliar da Universidade de Aveiro

Arguente Doutora Carla Alexandra Pina da Cruz Nunes

Professora auxiliar convidada do Departamento de Ciências Médicas da Universidade de Aveiro

Orientador Prof.ª Doutora Ivonne Delgadillo Giraldo

agradecimentos Há dois anos atrás, questionava-me se algum dia chegaria a escrever esta página, porque seria sinal de que alcancei a minha meta, a etapa final do mestrado. Agora o objetivo está cumprido e nada disto seria possível sem a colaboração de todos que, de que de uma forma ou de outra, colaboraram na realização desta etapa e aos quais não posso deixar de manifestar o meu agradecimento.

Em primeiro lugar, gostaria de agradecer à empresa que me acolheu durante o meu estágio curricular, a Dan Cake (Portugal), S.A. Sem dúvida que me proporcionaram um estágio deveras enriquecedor e deram-me a oportunidade de integrar a fantástica equipa que têm, mas também pela forma prestável como fui acolhida. Um especial obrigado à Dra. Cátia Vaz, por toda a orientação, paciência, apoio, sugestões, disponibilidade e ajuda que me foi dando e que permitiu a realização do presente relatório de estágio. Um enorme obrigado a todos as pessoas, entre elas Engª. Lúcia Rodrigues, Carina Pereira, Diana Dias e Sandra Andrade que contribuíram para uma melhor compreensão de todo o funcionamento da empresa e por toda a disponibilidade que sempre mostraram ter.

Pela orientação, o meu agradecimento vai para a professora Ivonne Delgadillo, por ter aceite orientar o meu estágio, pelo seu aconselhamento e disponibilidade que sempre teve para me ajudar durante este percurso.

O agradecimento mais sentido é para quem mais o merece, aos meus magníficos pais, Idalina Cardoso e Rui Oliveira, e à melhor de todas as irmãs, Joana Oliveira, que sempre deram o apoio e as condições para chegar até aqui, sem as quais não seria de todo possível concretizar esta etapa final, um eterno obrigado. Um enorme obrigado ao meu namorado, António Coutinho, por ter sido incansável e com uma paciência invejável, por ter estado ao meu lado nos momentos em que mais precisei, por nunca me deixar desistir e por me permitir acreditar que existem realmente corações enormes neste mundo.

Por fim agradecer aos melhores amigos que sempre acreditaram e tiveram a palavra certa no momento certo. Seriam imensos os nomes que teria de escrever neste pequeno espaço e, a medo que faltasse algum, não o farei acreditando que cada um deles sabe que serão para sempre importantes.

“Uma vida sem desafios não vale a pena ser vivida” Sócrates

palavras-chave EFSA, Contaminantes, Ésteres de 3-MCPD, Ésteres Gglicidilicos, Alimentos, Rotulagem, Segurança e Qualidade Alimentar.

resumo O presente trabalho descreve as atividades desenvolvidas durante o estágio curricular efetuado na empresa Dan Cake (Portugal), S.A., no âmbito do mestrado em Biotecnologia Alimentar.

Em maio de 2016, o Painel de Contaminantes da Cadeia Alimentar da Autoridade Europeia para a Segurança Alimentar (EFSA) publicou uma opinião científica sobre os riscos para a saúde pública relacionados com a presença do 3-monocloropropano1,2-diol (3-MCPD), os seus ésteres de ácidos gordos e os ésteres glicidílicos (GE) nos alimentos. Estes são considerados genotóxicos e carcinogénicos, isto significa que ao longo do tempo podem danificar o DNA e causar cancro. Posto isto, a dose diária admissível (DDA) para o 3-MCPD e os seus ésteres foi reduzida de 2 μg/kg de peso corporal para 0,8 μg/kg de peso corporal. Um cliente Alemão exige que os produtos para ele vendidos apresentem metade da DDA surgindo, assim, a necessidade de acompanhar a empresa no estudo deste contaminante, para a nova formulação dos produtos, de forma a analisar o que pode ser feito por parte da mesma para mitigar os valores deste contaminante no produto final.

Para melhor compreender o contaminante foram realizadas análises ao pão e às tostas da nova formulação das tostas com recurso a um laboratório externo. Foram também analisadas as matérias-primas utilizadas na formulação que condicionam o teor de 3-MCPD, o óleo de palma e o desmoldante, com recurso à técnica de infravermelho. As análises realizadas em laboratório externo permitiram perceber que poderá ocorrer um aumento de 3-MCPD durante o processo de tostagem e que o desmoldante poderá ter influência no teor do contaminante. Já a técnica de FT-IR não parece ser a técnica indicada para analisar este contaminante, contudo forneceu dados importantes a nível nutricional das tostas analisadas. Com os resultados das análises externas foram ainda conseguidos dados interessantes para futuras pesquisas.

Além da investigação, o estágio integrou-se, na maior parte do tempo, em atividades desenvolvidas nos Departamentos de Rotulagem, através da prestação de informação aos consumidores sobre géneros alimentícios, e no Departamento de Segurança e Qualidade Alimentar, realização de inspeções mensais às linhas de

keywords EFSA, Contaminant, 3-MCPD esters, Glycidyl esters, Food, Labeling, Food Quality and Safety.

abstract The present work describes the activities developed during the curricular internship at the company Dan Cake (Portugal), S.A., within the scope of the Master's Degree in Food Biotechnology.

In May 2016 the European Food Safety Authority (EFSA) Panel on Contaminants in the Food Chain published a scientific opinion on the public health risks associated with the presence of 3-monochloropropane-1,2-diol (3-MCPDs), their fatty acid esters and the glycidyl esters (GE) in food. These are considered genotoxic and carcinogenic, this means that over time they can damage the DNA and cause cancer. Thereafter, the allowable daily intake (DDA) for 3-MCPD and its esters was reduced from 2 μg / kg body weight to 0.8 μg / kg body weight.

One of the company’s clients demands that the products sold to them present half of the TDI therefore, the need arose to follow the company in a study for this contaminant in order to analyze what could be done by the same to mitigate the values of this contaminant in the final product.

To understand the contaminant better, analyzes were carried out on a recipe of sold toasts using analyzes in an external laboratory and analyzes of the raw materials at risk using the FT-IR technique in order to assist the company in the acquisition of knowledge. The analysis carried out in an external laboratory showed that an increase of 3-MCPD may occur during the roasting process and that the release agent may influence the contaminant content. The FT-IR technique does not seem to be the indicated technique to analyze this contaminant; however, it provided important nutritional data of the analyzed toasts. With the results of the external analyzes, interesting data were also obtained for future research.

In addition to this investigation. the internship had most of the time the direct contact with activities developed in the Departments of Labeling and Security and Food Quality.

Índice

Índice ... xvii

Lista de Figuras ... xix

Lista de Tabelas ... xix

Lista de Abreviaturas ... xxi

Capítulo I – Introdução ... 1

Enquadramento e objetivos ... 1

Empresa ... 2

Estado da arte ... 4

1.3.1 Legislação Europeia – EFSA ... 4

1.3.2 Contaminantes de processo ... 5

1.3.3 Refinação de óleos vegetais ... 10

1.3.4 Catalisadores da formação nos óleos vegetais ... 14

1.3.5 Formação de 3-MCPDE e GE nos alimentos ... 15

1.3.6 Possíveis formas de minimizar ... 16

1.3.7 Metabolismo no organismo humano ... 21

1.3.8 Perigos para a saúde humana ... 22

1.3.9 Métodos de análise ... 23

1.3.10 Legislação mundial ... 26

Capítulo II – Estudo e compreensão do composto 3-MCPD e dos seus ésteres ... 29

Introdução ... 29

2.1.1 Materiais e Métodos ... 31

Resultados e Discussão ... 36

2.2.1 Análises ao produto ... 36

2.2.2 Análises às matérias primas ... 38

2.2.3 Alternativas ao óleo de palma ... 45

Conclusões e Perspetivas Futuras ... 48

Capítulo III - Atividades desenvolvidas na empresa ... 51

Departamento de Rotulagem e Embalagem ... 51

Departamento da Qualidade ... 56

Conclusão ... 59

Lista de Figuras

Figura 1: Estruturas químicas do 3-MCPD e seus ésteres 7. ... 6

Figura 2: Estruturas químicas do glicidol e do seu éster 7. ... 7

Figura 3: Níveis de GE e 3-MCPD em diferentes tipos de alimentos em μg/kg, recolhidos de 2012 a 2015 18. ... 8

Figura 4: Etapas da refinação física dos óleos vegetais, adaptado de 26. ... 12

Figura 5: Etapas da refinação química dos óleos vegetais, adaptado de 26. ... 12

Figura 6: Níveis de GE e 3-MCPD nos diferentes tipos de óleos e gorduras em μg/kg, recolhidos de 2012 a 201518_{. ... 13}

Figura 7: Evolução desde 2011 a 2015 de 3-MCPDE nos diferentes tipos de óleos 12_{. ... 18}

Figura 8: Evolução desde 2011 a 2015 de GE nos diferentes tipos de óleos 12... 19

Figura 9: Etapas de formação das tostas estudadas. ... 30

Figura 10: Fluxograma de processo de fabrico das tostas, adaptado... 32

Figura 11: Espectro de FTIR do composto 3-MCPD. ... 39

Figura 12: Espectro FT-IR do óleo de palma novo e antigo. ... 40

Figura 13: Espectro comparativo do óleo de palma novo, óleo de palma antigo e óleo de palma antigo contaminado com 3-MCPD. ... 41

Figura 14: Espectros FT-IR do óleo de palma e do desmoldante. ... 42

Figura 15: Espectros FT-IR da gordura extraída com hexano da tosta com o desmoldante. ... 43

Figura 16: Espectro FT-IR comparativo da gordura extraída com clorofórmio da tosta com o óleo de palma. ... 44

Lista de Tabelas

Tabela 3: Valores máximos de 3-MCPD e 3-MCPDE para adultos. ... 30

Tabela 2.4: Resultados analíticos referentes a análises de 3-MCPD nas amostras em estudo. ... 36

Tabela 2.5: Resultados analíticos de 3-MCPD/kg gordura e de 3-MCPD/50g para cada amostra analisada. ... 37

Tabela 2.6: Níveis médios de 3-MCPDE e GE com recurso ao processo de refinação convencional. ... 45 Tabela 2.7: Níveis médios de 3-MCPDE e GE após alterações ao processo de refinação. 46

Lista de Abreviaturas

aW- atividade da água FFA- ácidos gordos livres

BfR- Instituto Federal Alemão de Avaliação de Riscos

BRC- British Retail Consortium – Global Standard for Food Safety CCA- Comissão do Codex Alimentarius

CE- Comissão Europeia

CONTAM Panel- Painel sobre Contaminantes da Cadeia Alimentar DAG- Diacilglicerol

DDA- Dose diária admissível

EFSA - Autoridade Europeia para a Segurança Alimentar

FAO- Organização das Nações Unidas para a Agricultura e Alimentação GE- Ésteres de glicidol

IARC- Agência Internacional de Investigação sobre o Cancro IFS- International Featured Standards

IR- Espectroscopia de Infravermelho

JECFA- Comité Misto FAO / OMS de Peritos em Aditivos Alimentares MAG- Monoacilglicerol

MCPDs- Monocloropropanodióis

OGM- Organismo Geneticamente Modificado OMS- Organização Mundial da Saúde

PPM- Partes Por Milhão

PVH- Proteína vegetal hidrolisada

PVH ácida- Proteína vegetal hidrolisada por ácido clorídrico SCF- Comité Científico da Alimentação Humana

Capítulo I – Introdução

Enquadramento e objetivos

Uma alimentação segura e equilibrada é do interesse de todos, dos consumidores das autoridades mundiais e até mesmo dos operadores. Nos últimos anos, as entidades alimentares de todo o mundo ostentam uma necessidade de implementação de medidas preventivas na indústria alimentar, com o intuito de garantir maior segurança e qualidade dos géneros alimentícios que chegam ao consumidor. Uma das preocupações destas entidades foca-se nos contaminantes presentes nos alimentos. O Painel de Contaminantes da Cadeia Alimentar da Autoridade Europeia para a Segurança Alimentar (EFSA) publicou, em maio de 2016, uma opinião científica sobre os riscos para a saúde pública relacionados com a presença dos 3-monocloropropano-1,2-diol (3-MCPD) e 2-monocloropropanodiol (2-MCPD), os seus ésteres de ácidos gordos e os ésteres de ácidos gordos glicidílicos (GE) nos alimentos. O 3-monocloropropano-1,2-diol (3-MCPD) e o glicidol são contaminantes de processo dos alimentos, conhecidos há já 30 anos. Recentemente, foi observada uma tendência da presença destes como ésteres de ácidos gordos em óleos vegetais e produtos derivados destes. O 3-MCPD foi associado a efeitos nocivos em órgãos de animais e, com isto, a dose diária admissível (DDA) para o 3-MCPD e os seus ésteres foi reduzida de 2 μg/kg de peso corporal para 0,8 μg/kg de peso corporal. Estes compostos são formados essencialmente a partir de substâncias naturalmente presentes nos óleos vegetais - os diacilgliceróis - quando os óleos são aquecidos a temperaturas superiores a 200°C durante a desodorização, etapa do processo de refinação. Embora os ésteres de 3-MCPD sejam encontrados principalmente no óleo de palma e noutros óleos vegetais, estes podem também ser encontrados em alimentos processados, particularmente em bolos e bolachas.

O principal objetivo do estágio foi acompanhar a empresa num estudo para este contaminante de forma a analisar o que poderia ser feito por parte da empresa para mitigar os valores deste contaminante no produto final, se seria um trabalho conjunto com fornecedores de matérias primas ou se seria um trabalho com foco no processo de produção. Este objetivo teve sempre como base o recente parecer científico da EFSA e os requisitos de um cliente da empresa. A sua consecução passou por estabelecer contacto direto com os fornecedores das matérias primas utilizadas no produto e com o cliente, bem como pela

realização de estratégias e análises a fim de compreender o comportamento do composto aquando do fabrico do produto.

No decorrer do estágio, foram também traçados mais dois objetivos. O segundo objetivo passou por uma participação direta na empresa, através do departamento de desenvolvimento, em particular, do departamento de embalagem e rotulagem dos produtos. Foi neste departamento que foi passada a maior parte do tempo e foi feito a maior parte do trabalho desenvolvido. Finalmente, mas não menos importante, o terceiro objetivo prendeu-se pela aquisição de experiência profissional a nível industrial e, neste caso, nas áreas de Rotulagem e de Qualidade e Segurança Alimentar.

Empresa

A Dan Cake (Portugal), S.A. é uma empresa portuguesa com sólida experiência que, desde 1978, opera na industria de bakery. Foi neste ano, que a família Jamnadas, em parceria com a Dan Cake Dinamarca, inaugurou, na Póvoa de Santa Iria, a primeira linha de tortas e, poucos anos depois, em 1982, a unidade fabril de Coimbra, com duas linhas: uma de pipocas e outra de madalenas. Em 1984, foi iniciada a produção das famosas bolachas Butter Cookies e é em 1986 que a Dan Cake se torna uma empresa unicamente portuguesa. Em 1993 e 1994, as unidades fabris da Póvoa de Santa Iria e de Coimbra, respetivamente, foram reconstruídas a fim de acompanhar o crescimento que se vinha a sentir na empresa, aumentando a eficiência de produção e a competitividade. Em 2001, a Dan Cake adquire a certificação pela norma NP EN ISSO 9001 e, em 2005, certifica-se pelos referenciais BRC (3º versão, 2003) e IFS (4º versão, 2004). Em 2008, com a comemoração dos 30 anos da empresa, a Dan Cake decide apostar numa nova imagem, mas é em 2014 que ocorre um relançamento da marca e do portfólio, com nova imagem e novos produtos.

Nacionalmente, a empresa é conhecida pela marca Dan Cake e, internacionalmente, pela marca Danesita e Dan’Or. Do volume anual de produção da empresa, cerca de 75% é exportado para 82 países, entre eles e para além da Comunidade Europeia, os Estados Unidos, Filipinas, Brasil, África do Sul, China, Japão, Nova Zelândia, entre outros. A Dan Cake apresenta um vasto portefólio de produtos de pastelaria embalada, os biscoitos e bolachas, madalenas, queques e muffins, waffles, palitos, milfolhas, pipocas, croissants simples e recheados, tostas, tortas e bolos.

A visão da Dan Cake baseia-se em Receitas de Amor e segue o seguinte pensamento: “É este amor que junta as novas tecnologias e técnicas à forma tradicional de fazer a melhor pastelaria e, depois de ser envolvido com dedicação e recheado com os melhores ingredientes, resulta num produto final genuíno, com qualidade, e profundamente saboroso. É esta a receita que nos faz acreditar que, da primeira à última dentada, o vai apaixonar também” 1_.

Estado da arte

1.3.1 Legislação Europeia – EFSA

Uma alimentação sã, de qualidade e variada é um direito de todos os cidadãos e, por isso, a informação sobre a composição, os processos de fabrico e a utilização dos géneros alimentícios deve ser clara e precisa 2_{. A necessidade de desenvolver e implementar políticas}

específicas de alimentação e nutrição ganhou relevo após a II Guerra Mundial, com a criação, em 1945, da Organização das Nações Unidades (ONU) e da Organização das Nações Unidas para a Agricultura e Alimentação (FAO) e, posteriormente, em 1948, com a constituição da Organização Mundial da Saúde (OMS). Desde então, a formulação de políticas de alimentação e nutrição tem sido uma responsabilidade partilhada entre a FAO, com ênfase na melhoria da eficiência ao nível da produção, elaboração, comercialização e distribuição de alimentos, e a OMS, com ênfase para a nutrição relacionada com a manutenção ou melhoria do estado de saúde e prevenção da doença. Até à década de 70, considerava-se prioritária a implementação de políticas de alimentação e nutrição para os países mais pobres e em desenvolvimento, os quais possuíam dificuldades em garantir uma disponibilidade alimentar suficiente. A implementação destas políticas era também essencial em períodos de crise ou guerras, em que a disponibilidade alimentar poderia ficar comprometida 3,4. Uma série de incidentes alimentares, no final dos anos 90, chamaram a atenção para a necessidade de estabelecer princípios e requisitos gerais relativos à legislação respeitante aos géneros alimentícios e aos alimentos para animais ao nível da União Europeia. Por conseguinte, a Comissão Europeia desenvolveu uma abordagem integrada em matéria de segurança dos alimentos, consagrada principalmente no seu Livro Branco sobre a Investigação no Domínio da Segurança Alimentar. Este abrange todos os setores da cadeia alimentar, incluindo a produção de alimentos para animais, a produção primária, a transformação de alimentos, o armazenamento, o transporte e a venda a retalho. Em 2002, o Parlamento e o Conselho Europeu adotaram o Regulamento (CE) n.º 178/2002, que estabelece os princípios e requisitos gerais da legislação alimentar. Nele é possível encontrar definido um quadro global e coerente para o desenvolvimento da legislação relativa aos géneros alimentícios e aos alimentos para animais, tanto a nível da União Europeia como a nível nacional. Para o efeito, estabelece princípios gerais, requisitos e procedimentos que fundamentam a tomada de decisões referentes à segurança dos géneros alimentícios e dos alimentos para animais,

abrangendo todas as fases da produção e distribuição. Estabelece, também, uma agência independente responsável pelo aconselhamento e apoio científicos, a EFSA.

A EFSA é a agência europeia financiada pela União Europeia que opera independentemente das instituições legislativas e executivas europeias (Comissão, Conselho e Parlamento) e Estados-Membros da UE. Esta é responsável pela avaliação de riscos e tem também o dever de comunicar os seus resultados científicos ao público. Como avaliadora de riscos, produz pareceres científicos que constituem a base das políticas e legislação europeias. A segurança alimentar e dos alimentos para animais, nutrição, saúde e bem-estar dos animais, proteção das plantas, fitossanidade são as áreas que abrange e, através de avaliações de riscos ambientais, estimam também o possível impacto da cadeia alimentar na biodiversidade dos habitats de plantas e animais. Na comunicação de resultados científicos, o seu objetivo é que as informações sejam apropriadas, precisas e oportunas sobre questões de segurança alimentar para aumentar a consciencialização e explicar as implicações das investigações científicas feitas. Os resultados científicos nem sempre são facilmente convertidos em simples orientações e conselhos que o senso comum pode entender. Assim, esta tarefa consiste em expor estes resultados de forma clara não só aos seus principais parceiros e partes interessadas, mas também ao público em geral, para ajudar a colmatar a lacuna entre a ciência e o consumidor. Desde a sua criação, a EFSA prestou pareceres científicos sobre uma vasta gama de questões, como a encefalopatia espongiforme bovina, a salmonela, os aditivos alimentares (como o aspartame), os ingredientes alimentares alergénicos, os contaminantes presentes em alimentos, os organismos geneticamente modificados, entre outros 5.

1.3.2 Contaminantes de processo

Durante o processamento de alimentos, pode ocorrer a formação de compostos tóxicos que, de forma não intencional, chegam à dieta do consumidor, conhecidos como contaminantes. Segundo o Regulamento (CEE) Nº 315/93 do Conselho de 8 de fevereiro de 1993, entende-se por contaminante “qualquer substância que não entende-seja intencionalmente adicionada a um género alimentício mas nele esteja presente como resíduo da produção (incluindo os tratamentos aplicados às culturas e ao gado e na prática da medicina veterinária), fabrico, processamento, preparação, tratamento, acondicionamento, embalagem, transporte ou

armazenagem do referido alimento ou em resultado de contaminação ambiental” 6_.Olhando

aos riscos que estes compostos podem representar para a saúde humana, existe uma elevada preocupação com o assunto por parte da comunidade científica. A exposição humana a este tipo de substâncias ocorre há várias gerações, mas, apenas por volta do ano de 1960, é que a sua presença em alimentos começou a ser descoberta e estudada7_{. Os cloropropanóis são um}

exemplo destes contaminantes químicos caracterizados por serem compostos clorados derivados do glicerol (1,2,3-propanotriol), apresentando um ou dois átomos de cloro em várias configurações na molécula de glicerol. Foi durante estudos realizados no Instituto de Tecnologia Química em Praga, por VeIísek et al. (1978)8_{, que a sua presença em alimentos}

foi detetada. Assim, os investigadores mostraram que este contaminante resulta da hidrólise por ácido clorídrico da proteína vegetal (PVH ácida). Vários cloropropanóis foram identificados através de estudos subsequentes realizados em PVH ácida por Davidek et al. (1980) 9. Os principais compostos voláteis encontrados foram o 3-cloropropan-1-ol, o 1,3-dicloropropan-2-ol (1,3-DCP) e o 2, 3-dicloropropan-1-ol (2,3-DCP). Os cloropropanóis não

voláteis encontrados foram o 3-monocloropropano-1, 2-diol (3-MCPD),

2-monocloropropano-1,3-diol (2-MCPD) e os seus ésteres, que correspondem a estruturas de cloropropanóis nas quais grupos hidroxilo estão esterificados com ácidos gordos (Figura 1).

Figura 1: Estruturas químicas do 3-MCPD e seus ésteres 7_.

Os ésteres de 3- e 2-MCPD são produzidos, entre outras formas, no processo de refinação de óleos vegetais, mais especificamente na etapa de desodorização. Os ésteres contêm uma quantidade de ácidos gordos comum e numa razão semelhante aos óleos e gorduras parentais, embora alguns fatores, tais como as condições de volatilização e desodorização, possam causar algumas diferenças. Durante a refinação de óleos vegetais, o glicidol (2,3-epoxi-1-propanol) é um composto associado à formação e decomposição de 3 e 2-MCPD, uma vez que é um metabolito deste processo. Neste processo, ocorre também a formação de

ésteres glicidílicos de ácidos gordos (GE).Os GE correspondem a formas ligadas do glicidol, compostos orgânicos caracterizados estruturalmente por uma molécula de glicerol contendo os grupos funcionais epóxido e álcool, nos quais o hidroxilo se encontra esterificado com um ácido gordo (Figura 2) 7,10–12.

Figura 2: Estruturas químicas do glicidol e do seu éster 7_.

Dos compostos pertencentes à classe dos cloropropanóis, o 3-MCPD foi o que, na última década, recebeu especial atenção pela comunidade científica mundial após deteção de altos níveis deste em diversos alimentos. Como referido anteriormente, este composto foi identificado, pela primeira vez, como contaminante resultante da produção e processamento de alimentos na PVH ácida, em 1978 8,13. Posto isto, o 3-MCPD e os seus ésteres ficaram conhecidos como contaminantes alimentares encontrados, originalmente, na proteína vegetal hidrolisada (PVH), principal fonte deste composto nos alimentos, e em molhos de soja. Acreditava-se, então, que estariam presentes apenas em alimentos preparados com estes. Contudo, novos estudos vieram contrariar esta ideia, mostrando que estes compostos estão presentes também em alimentos que não estabelecem relação com a PVH 14_{. Assim e para}

além das suas fontes, o 3-MCPD pode ser encontrado em diferentes ingredientes alimentares e produtos de pastelaria. Exemplos destes alimentos são os cereais de pequeno almoço, as salsichas fermentadas, a carne defumada, o pão torrado, os biscoitos salgados, o café, o malte, o queijo, os alimentos para bebés e crianças, o leite materno humano, a maionese, os produtos de panificação, os produtos de pastelaria, entre outros 15–17. A figura seguinte (Figura 3) expõe a presença e quantidade de ésteres de 3-MCPD (3-MCPDE) e de GE em diferentes alimentos.

Figura 3: Níveis de GE e 3-MCPD em diferentes tipos de alimentos em μg/kg, recolhidos de 2012 a 2015 18_.

Como podemos verificar na Figura 3, a quantidade de 3-MCPDE varia dependendo dos diferentes tipos de alimentos. Assim, é possível agrupar os alimentos em três grandes grupos, o grupo dos alimentos termicamente processados, o grupo dos óleos e gorduras e, por fim, os alimentos infantis e leite materno humano 18–20.

Os produtos derivados dos cereais e do malte e os alimentos fumados fazem parte do grupo dos alimentos termicamente processados. Estudos realizados a este grupo levaram os investigadores a concluir que são os produtos derivados dos cereais que apresentam os valores mais elevados deste contaminante. Assim, foi analisada a influência da exposição a altas temperaturas e dos ingredientes utilizados nos produtos derivados dos cereais na formação de 3-MCPD. Tanto a temperatura como os ingredientes utilizados, sendo que os que mais contribuem são a gordura assim como açúcares e emulsionantes, afetam a formação do contaminante. Em relação aos precursores de 3-MCPD, o glicerol ou compostos constituídos por glicerol, tais como monoacilgliceróis (MAGs) e fosfatidilgliceróis, aparentam ser os principais precursores.Nos produtos derivados do malte, tais como os grãos maltados e extratos de malte (corantes e aromatizantes), o tratamento térmico parece

desencadear também a formação de 3-MCPD. A diferença é que nestes são os componentes originais do malte os que provocam a formação e não os ingredientes adicionados. Nestes produtos, apenas a cerveja preta apresenta valores significativos, 247 μg/kg, deste contaminante. Os alimentos fumados contêm, também, quantidades significativas de 3-MCPD (>20 μg/kg), levando investigadores a analisar o efeito do fumo em salsichas fermentadas e presunto. Este evidencia ser a principal fonte de 3-MCPD, especialmente o tipo de madeira utilizada e a duração do processamento. Em contraste com os cereais e derivados do malte, nos alimentos fumados os lípidos não são considerados precursores, mas sim o mecanismo de formação da 3-hidroxiacetona durante a degradação de celulose e a concentração de sal usada na salmoura 20.

O grupo dos alimentos infantis e leite materno humano engloba, como o próprio nome indica, alimentos destinados ao consumo por crianças. A necessidade de criar este grupo separadamente deve-se ao peso corporal dos consumidores visto que este contribui significativamente para a avaliação do risco em relação à exposição. O leite materno tem sido investigado tendo sido detetadas concentrações significativas de 3-MCPD. Contudo, este grupo de alimentos está ainda em estudo pois a dose diária recomendada é facilmente excedida 20.

Embora os óleos e gorduras sejam processados a temperaturas elevadas durante a transformação industrial e durante a cozedura doméstica, este grupo de géneros alimentícios é apresentado separadamente. Os valores de 3-MCPD neste grupo varia entre <100 mg/kg em óleos virgens e 2462 mg/kg em óleos refinados mostrando, assim, que é o processo de refinação que induz um aumento significativo. Estudos realizados pela Agência de Testes Químicos e Veterinários de Stuttgart determinaram quantidades significativas de 3-MCPD em quase todas as amostras de óleos das 400 que analisaram. Dos diferentes tipos de óleos, o óleo de palma foi o que apresentou valores mais elevados, 4000 mg/kg, e, alimentos preparados com o mesmo apresentavam também quantidades significativas de 3-MCPD. Este é um grupo que necessita também de uma investigação mais alargada no que toca aos precursores e aos mecanismos de formação uma vez que contribui significativamente para a ingestão diária de 3-MCPD 20_{. Este é o grupo de alimentos que mais atenção tem recebido}

por ser, na indústria alimentar, a matéria prima mais utilizada. Apresentam também uma grande importância na alimentação humana por representarem uma fonte de inúmeras

vitaminas lipossolúveis e ácidos gordos essenciais, além de que apresentam um elevado teor energético 21.

1.3.3 Refinação de óleos vegetais

A formação de ésteres de 3-MCPD, em óleos vegetais, está associada ao processo de refinação que estes sofrem, realizada para melhorar a aceitabilidade do consumidor.

Os óleos e as gorduras naturais são constituídos maioritariamente por triacilgliceróis (TAGs) os quais são formados pela esterificação completa de glicerol com ácidos gordos. Em óleos brutos, os triacilgliceróis representam cerca de 95% a 97% do total, já em óleos refinados podem representar mais de 99% do total. O restante, isto é, os componentes minoritários, são chamados da fração insaponificável. Fazem parte desta os esteróis, os hidrocarbonetos, os tocoferóis e os corantes 22.

A refinação caracteriza-se por um conjunto de vários processos que visam transformar os óleos brutos em óleos comestíveis. É através desta, que há a remoção de substâncias que podem afetar negativamente a aparência, o gosto e o tempo de vida dos óleos. Exemplos destas impurezas são os ácidos gordos livres, os fosfolípidos, os produtos de oxidação, os pigmentos, entre outros. O processo de refinação consiste, predominantemente, em dois métodos: a refinação química e a refinação física. Os métodos físicos removem os compostos indesejáveis por destilação através de um processo sustentado na grande diferença de volatilidade entre os ácidos gordos livres e o óleo neutro. Este método exibe vantagens pois apresenta custos mais baixos, torna-se um método amigo do ambiente, por existir uma redução dos produtos químicos utilizados e as perdas de óleo são significativamente mais baixas. Nos métodosquímicos, os ácidos gordos livres são neutralizados por uma base, o hidróxido de sódio, dando origem a um sabão que é removido por centrifugação.Este método apresenta algumas desvantagens, como uma perda de cerca de 30% de óleo, o alto custo associado, o elevado tempo de processo, a elevada quantidade de energia gasta e a libertação de poluentes para o meio ambiente. A refinação por processos físicos é aplicada normalmente a óleos com elevada acidez, como o óleo de palma, nos quais a refinação por processos químicos poderia originar elevadas perdas de óleo neutro 23,24.A refinação dos óleos vegetais apresenta três operações principais, no entanto, esta passa por quatro etapas: a degomagem, considerada também como um pré-tratamento; a neutralização, operação

apenas da refinação química; o branqueamento e, por fim, a desodorização. A degomagem, primeira etapa e comum a ambos os tipos de refinação, tem como finalidade retirar dos óleos substâncias como fosfatídeos (lecitina, cefalina e fosfatidilinositol), proteínas ou fragmentos destas e substâncias coloidais, as chamadas gomas. Estas substâncias favorecem a degradação do óleo mediante ação enzimática e proliferação de fungos e bactérias e, por isso, é bastante importante que estas sejam removidas. Existem dois processos possíveis nesta etapa, a degomagem com água e a degomagem ácida. Na degomagem com água, é adicionada água com um teor igual ao do teor de gomas e, após a sua adição, a mistura é aquecida a 60-70º C em constante agitação durante 30 a 45 minutos. Seguidamente, a mistura é colocada numa centrífuga para que as gomas sejam separadas do óleo. Na degomagem ácida, o óleo é aquecido a 80 – 90º C com vapor saturado e, de seguida, é adicionado 0,1-0,3% de volume de ácido fosfórico concentrado. No final do processo, o ácido é retirado através de centrifugação. A etapa seguinte, a neutralização, visa a eliminação dos ácidos gordos livres do óleo e é aplicada apenas quando é feita refinação química. A eliminação destes é feita através da adição de hidróxido de sódio que irá neutralizar os ácidos gordos presentes no óleo, formando-se um sabão que é consistente e geralmente fácil de ser separado. Esta separação é feita através de centrifugação com uma secagem posterior do óleo realizada em tanques com agitadores e com sistema de aquecimento a vapor. O aquecimento é feito também em vácuo para evitar a oxidação e promover uma rápida secagem do óleo. Quando este está seco e a uma temperatura à volta dos 80ºC, é realizado o branqueamento, etapa novamente comum à refinação química e física. Esta etapa centra-se na adição da argila descolorante que, por adsorção, remove os pigmentos presentes. Por fim, o óleo é filtrado para remover a argila. A porção de argila adicionada depende do tipo de óleo a clarificar e do poder descolorante da argila. O objetivo desta etapa é a eliminação dos pigmentos que conferem cor ao óleo tornando-o mais claro. Na desodorização, etapa final de ambos os processos, são removidas as substâncias que conferem sabores desagradáveis aos óleos, como cetonas, aldeídos, álcoois e ácidos gordos livres. Porém, a eficiência desta etapa depende em muito das etapas anteriores, pois, caso tenha ocorrido alguma lacuna, dificilmente será corrigida na totalidade nesta fase. A desodorização é realizada em vácuo (3-7 mbar), com uma temperatura entre os 240ºC e os 270ºC e o tempo de permanência do óleo no desodorizador varia entre os 15 e os 80 minutos 23–25. Os processos de refinação físico e químico encontram-se sintetizados nas figuras 4 e 5, respetivamente.

Figura 4: Etapas da refinação física dos óleos vegetais, adaptado de 26_.

Figura 5: Etapas da refinação química dos óleos vegetais, adaptado de 26_.

Durante a refinação dos óleos vegetais podem ocorrer alterações químicas indesejáveis. A ocorrência da formação de ésteres de 3-MCPD e de ésteres glicidílicos é das alterações que mais atenção tem recebido. Estes são contaminantes induzidos pelo calor, levando a que a etapa da desodorização seja a fase mais preocupante, pois são atingidas elevadas temperaturas tornando o ambiente propício à sua formação 27_{. Dos diferentes tipos de óleos}

vegetais, o óleo de palma é aquele que apresenta maiores concentrações de ésteres de 3-MCPD depois de refinado, como é possível verificar na Figura 6 7_.

Branqueamento Filtração Desodorização Óleo bruto Degomagem Acido fosfórico Óleo refinado

Argila descolorante Altas temperaturas; Vácuo Neutralização Hidróxido de sódio Branqueamento Filtração Desodorização Óleo bruto Degomagem Acido fosfórico Óleo refinado Argila descolorante Altas temperaturas Vácuo Centrifugação Secagem

Figura 6: Níveis de GE e 3-MCPD nos diferentes tipos de óleos e gorduras em μg/kg, recolhidos de 2012 a 201518_.

Relativamente ao óleo de palma, acredita-se que os altos níveis de 3-MCPDE são, em muito, influenciados pela sua composição. Contudo, é também a sua composição que faz deste o óleo mais usado na indústria alimentar, cerca de 90%. O óleo de palma contém uma elevada proporção de ácido palmítico e quantidades consideráveis de ácidos oleico e linoleico, conferindo-lhe um maior teor de ácidos gordos insaturados do que o óleo de coco e de amêndoa, por exemplo. O óleo de palma contém 50% de ácidos gordos saturados, 40% de ácidos gordos monoinsaturados e 10% de ácidos gordos poliinsaturados. Este óleo possui importantes características que determinam a sua incorporação em produtos alimentares. Estas características incluem: um elevado teor de glicerídeos sólidos conferindo a consistência necessária sem hidrogenação; resistência à oxidação e, portanto, maior tempo de validade; triglicerídeos de um elevado ponto de fusão e com teor de sólidos relativamente baixo a 10° C; um preço competitivo; entre outras. O óleo de palma pode ser fracionado em duas principais frações: uma fração liquida, a oleína de palma e uma fração sólida, a estearina. A oleína de palma é mais insaturada e o seu processo de deterioração é mais lento do que muitos outros óleos vegetais, como óleo de girassol e óleo de soja. O óleo de palma bruto e a óleo de palma refinado têm boa estabilidade oxidativa devido à presença de antioxidantes naturais (tocoferol e tocotrienóis). Na sua composição química apresenta o

ácido láurico, o ácido mirístico, o ácido palmítico, o ácido esteárico, o ácido oleico, o ácido linoleico, o ácido linolénico, o ácido araquídico, entre outros ácidos gordos saturados, monoinsaturados e poliinsaturados. É constituído também por tocoferóis, carotenoides (alfa e beta carotenos), esteróis (beta-sitosterol, campesterol, estigmasterol), taninos, flavonóides, terpenóides, álcoois alifáticos, hidrocarbonetos, cetonas, ésteres de cera e ésteres metílicos

21_.

1.3.4 Catalisadores da formação nos óleos vegetais

A formação de 3-MCPDE segue mecanismos complexos nos quais não interferem apenas as condições do processo, como a temperatura, o tempo e o pH, mas a presença de precursores desempenha também um importante papel 28.

Estudos realizados pela Malaysian Palm Oil Board (MPOB), principal agência governamental da Malásia encarregue de servir a indústria de óleo de palma do país, revelaram que, para além do tempo e temperatura da etapa de desodorização, existem outros fatores possíveis, ligados à refinação dos óleos vegetais, que contribuem para a formação de 3-MCPDE. Incluem-se nestes a acidez, ou seja, a quantidade de ácido fosfórico adicionado; o tipo de argila descolorante e os níveis do ião cloreto 29.

Na literatura, são citados como principais catalisadores da formação de ésteres de 3-MCPD os precursores lipídicos e a presença do ião cloreto. Os altos níveis de 3-MCPDE encontrados em óleos obtidos a partir de frutos levaram a que surgissem as primeiras dúvidas de que os principais precursores lipídicos da reação de formação seriam os diacilgliceróis (DAGs). Contudo, ao tentar relacionar os níveis de DAGs e de 3-MCPDE foram obtidos resultados incongruentes. Posto isto, foram efetuados estudos em sistemas modelos simulando o processo de desodorização de óleo de palma. Estes estudos exibiram uma interação entre os DAGs e os iões cloreto resultando na formação de 3-MCPDE, no entanto, esta não aparenta ser a via preponderante da reação. O óleo de palma, na sua composição detém cerca de 0,2-0,35% de MAGs, 4-12% de DAGs e 88-95% de triacilgliceróis (TAGs). Visto que os acilgliceróis parciais, MAGs e DAGs, resultam da degradação dos TAGs através de ação enzimática, a sua quantidade no óleo está diretamente relacionada com o tempo que decorre entre a colheita dos frutos e seu processamento. Estudos realizados

mostraram que os TAGs, a temperaturas acima dos 150º C, seriam os substratos mais reativos na formação de diésteres de MCPD e que, tanto os TAGs como os diésteres de 3-MCPD aparecem em quantidades superiores nos óleos. Assim, estes dois fatores levaram a que se aceitasse que seria esta a principal via de formação dos 3-MCPDE. Relativamente ao ião cloreto, as principais hipóteses seriam de que a sua fonte fosse o próprio óleo ou o vapor utilizado na etapa de desodorização. Investigações iniciais acerca do teor de cloreto presente nos óleos e no vapor não identificaram associação com a formação de ésteres de 3-MCPD. Contudo, posteriores evidências identificaram a presença de várias espécies de cloro orgânico e inorgânico ligadas covalentemente no óleo de palma bruto. Estas espécies podem ser emergentes do metabolismo endógeno da planta e/ou da contaminação ambiental. Além disto, ensaios in vitro mostraram uma elevada correlação entre a decomposição térmica de compostos clorados, tanto orgânicos como inorgânicos, e a formação de diésteres de 3-MCPD. Adicionalmente, estes ensaios mostraram também que a degradação destes compostos gera ácido clorídrico que poderá ser também uma fonte do ião cloreto envolvido na reação 7,12.

1.3.5 Formação de 3-MCPDE e GE nos alimentos

A formação de ésteres de 3-MCPD é explicada por um mecanismo em que ocorre a quebra de compostos de cloro orgânico em substâncias cloradas reativas, como ácido clorídrico. A formação dá-se, então, através da protonação do grupo éster terminal dos TAGs com interação do ácido clorídrico. O catião oxónio formado sofre rearranjo intramolecular, seguido por substituição nucleofílica do ião cloreto e libertação de ácido gordo livre e de um diéster de MCDP. As temperaturas apresentam aqui um papel bastante importante. A temperaturas superiores a 120° C, começa a ocorrer o processo de decomposição de compostos orgânicos clorados e, a temperaturas acima de 150° C, ocorre, na estrutura do glicerol, a substituição dum ácido gordo por um átomo de cloro 28_{. Nos óleos vegetais, a}

formação de ésteres de 3-MCPD está associada ao processo de refinação onde ocorre a remoção de impurezas que podem alterar as características químicas e organoléticas destes. No processo de refinação, a etapa de desodorização atinge temperaturas acima de 200° C levando à formação de 3-MCPDE pelo mecanismo supra descrito. Nos alimentos fritos ou ricos em gordura, o uso de um óleo já contaminado no processo de fritura ou na formulação

dos produtos, explica a presença de ésteres de MCPD. Ainda assim, a formação de 3-MCPDE pode ser considerável em alimentos que apresentem na sua composição potenciais precursores e que, durante o seu processamento, sejam sujeitos a altas temperaturas. Nos alimentos processados, a formação de 3-MCPDE é descrita por uma reação entre os lípidos e o cloreto de sódio. Estudos realizados, utilizando sistemas modelo aquecidos a 100° C, durante 30 minutos, concluíram que a formação de 3-MCPDE assume um comportamento diretamente proporcional à concentração de lípidos e de sal presentes nos alimentos. Concluíram ainda que as amostras com 20% de água e as amostras aquecidas a altas temperaturas por longos períodos de tempo apresentavam concentrações maiores do composto. Por fim, os investigadores observaram que aumentando a temperatura de 100° C para 230° C ocorre, simultaneamente, a formação e a decomposição do composto. O leite materno é o único alimento, até agora, contaminado naturalmente com 3-MCPDE. Acredita-se que neste a contaminação apareça por alimentos consumidos que já Acredita-se encontram contaminados. No processo ocorre absorção direta dos 3-MCPDE ou absorção dos monoésteres resultantes da hidrólise de diésteres de 3-MCPD, sendo posteriormente depositados nas glândulas mamárias 15,18,30.

Os ésteres de glicidílicos formam-se quando os óleos vegetais são aquecidos a temperaturas superiores a 200° C a partir de substâncias naturalmente presentes nestes, os chamados diacilgliceróis. A formação de GE a partir de DAGs através de um rearranjo intramolecular e, posterior, eliminação de um ácido gordo. Este aquecimento ocorre normalmente na etapa de desodorização dos óleos durante a refinação e é um problema particular no óleo de palma, pois este apresenta um teor elevado de diacilgliceróis, cerca de 4 a 12%. Diversos estudos concluíram que há um aumento exponencial da formação de GE com temperaturas a partir de 230-240° C e com um nível de diglicerídeos superior a 4%. Os GE formam-se como resultado do tratamento térmico e o mecanismo da reação envolve um rearranjo intramolecular com posterior libertação de um ácido gordo e formação de uma ligação epóxido 18,28,31_.

1.3.6 Possíveis formas de minimizar

É do interesse de todos, autoridades e produtores, que os níveis de 3-MCPDE e GE sejam reduzidos para que não cheguem alimentos prejudiciais aos consumidores. São já conhecidos

os fatores do processo de refinação que maioritariamente contribuem para altas formações de 3-MCPDE. Verificou-se que a utilização de uma incorreta dosagem do ácido fosfórico na etapa de degomagem, o uso de argilas com pH elevado na etapa de branqueamento e as elevadas temperaturas de desodorização, principal fator que causa a reação dos cloretos com os acilgliceróis, aparentam ser as causas que mais contribuem16_{. Com o objetivo de diminuir}

teores de 3-MCPDE e, tendo em conta estes fatores, existem já algumas medidas simples que podem ser tomadas por parte dos produtores de óleos vegetais. Assim, recomenda-se que as frutas, após colheita, sejam imediatamente esterilizadas para reduzir tanto os fosfolípidos como os ácidos gordos livres facilitando as etapas de degomagem e desodorização; recomenda-se, também, o uso de um óleo bruto de boa qualidade para a refinação; na etapa de refinação aconselha-se o uso de argila natural ou argila ativada por ácido com pH neutro ou próximo deste; na etapa de degomagem utilizar apenas níveis suficientes de ácido fosfórico que garantam a eficácia desta etapa; reduzir ao máximo a acidez antes do branqueamento; a realização da refinação química é, também, uma forma possível de redução de ésteres de 3-MCPD 12,29.

Para além das medidas mencionadas, existem também estudos realizados que tentam criar estratégias para reduzir a quantidade de ésteres de 3-MCPD. Estes estudos têm como foco principal a redução da contaminação de óleos e gorduras, especialmente no óleo de palma. As investigações prendem-se, de uma forma geral, com três estratégias independentes: a remoção dos possíveis precursores; alterações nos parâmetros do processamento e degradação ou eliminação dos compostos do produto final. Em relação à remoção dos potenciais precursores, estratégias, como a adição de duas etapas de lavagem, mostram resultados promissores na redução do composto. A lavagem do óleo bruto com uma solução aquosa contendo etanol antes da desodorização permite uma remoção dos compostos clorados orgânicos e, consequente redução de aproximadamente 30% dos 3-MCPDE e a lavagem da polpa da fruta da palma antes da extração do óleo consegue uma redução de aproximadamente 95% de diésteres de 3-MCPD. Considerando a etapa de desodorização, sabe-se que possíveis modificações no perfil de tempo/temperatura não apresentam resultados esperados. Além disso, investigadores mostraram que os níveis de ésteres de 3-MCPD em óleo de palma refinado são independentes das condições de desodorização, pois a formação destes compostos pode ocorrer com temperaturas de 200° C, inclusive. Não podendo alterar tempos e temperaturas desta etapa, os investigadores analisaram outras

formas para a minimização. Verificaram, então, que antes da desodorização, se for adicionada uma solução de 1% de glicerol ou etanol ao óleo, conseguem-se reduções de 25 a 35%, aproximadamente. No que toca à degradação ou eliminação dos compostos do produto final, foi estudada a possibilidade de remoção enzimática de 3-MCPDE. Em sistemas modelo e utilizando a enzima lipase da levedura Cândida antarctica, verificou-se a transformação de 3-MCPDE em 3-MCPD e posterior conversão a glicerol pela ação de diferentes enzimas. Contudo, esta estratégia depende em muito da eficiência do processo de desodorização 7,12,32_.

Relativamente à redução dos teores de GE, esta passa essencialmente por reduzir ao máximo aqueles que são considerados os seus precursores presentes nos óleos. Os principais percursos dos GE são os ácidos gordos livres (FFA), os DAG’s e a temperatura. Ao minimizar as reações hidrolíticas que ocorrem; reduzir os níveis de DAGs; remover os FFA durante a neutralização, que leva a que as temperaturas de desodorização sejam reduzidas também, são observados efeitos consideráveis na redução de GE 33.

Nas figuras seguintes (Figura 7 e Figura 8), é possível verificar que desde 2010 até 2015, os teores de 3-MCPDE e de GE no óleo de palma, bem como nos outros tipos de óleos, têm vindo a diminuir em consequência das medidas tomadas.

Figura 7: Evolução desde 2011 a 2015 de 3-MCPDE nos diferentes tipos de óleos 12_. Gorduras especiais Óleo de Palmiste Óleo de Colza Óleo de Coco Óleo de Palma Óleo de Soja Óleo de Milho Óleo de Amendoim Óleo de Girassol

Ésteres de 3-MCPD (μg/kg)

Figura 8: Evolução desde 2011 a 2015 de GE nos diferentes tipos de óleos 12_.

Além das medidas preventivas mencionadas em cima, existem também patentes com o objetivo de minimizar os níveis de 3-MCPDE no óleo de palma.

A Nestlé, possui três patentes que visam a limpeza dos extratos da matéria prima levando a uma diminuição nos valores do contaminante no óleo refinado. Uma das patentes intitula-se “Producing refined plant oils from washed crude plant oil” (EP2502500 B1)34

e tem como

principal objetivo evitar a produção de 3-MCPDE durante a refinação dos óleos. A diminuição dos níveis de 3-MCPDE é conseguida removendo os dadores de cloro do óleo antes de este ser refinado. Assim, o óleo bruto é sujeito a uma extração líquido-líquido com um solvente polar. Este solvente pode ser um álcool, como por exemplo o etanol ou o 2-propanol, em combinação com água. As condições ótimas deste processo são uma temperatura entre 40º C a 80º C, durante 1-5 minutos, com uma agitação constante e repetido várias vezes. A solução contendo o solvente polar deve ser extraída logo que possível por centrifugação. A partir do momento que os potenciais dadores de cloro são removidos, não existirão mais fontes disponíveis deste, levando a que não haja produção de 3-MCPDE

Gorduras especiais Óleo de Palmiste Óleo de Colza Óleo de Coco Óleo de Palma Óleo de Soja Óleo de Milho Óleo de Amendoim Óleo de Girassol

Ésteres de Glicidol (μg/kg)

durante a refinação. Os óleos vegetais refinados produzidos a partir de óleo bruto extraído

por este processo apresentam entre 0,3-1ppm de 3-MCPDE 34.

Além desta, a Nestlé tem também a patente denominada por “Refined plant oils free of

glycidyl esters” (EP2502499 B1) 26. Nesta foi realizado um estudo com o intuito de

relacionar diretamente o nível de ácidos gordos livres no óleo de palma bruto com o conteúdo de DAGs no óleo de palma refinado. Neste estudo utilizou-se um óleo de semente de algodão com baixo teor de DGAs (< 1%) como meio de reação e foi adicionado ácido di-heptadecanóico (C17:0) em várias quantidades, variando de 1-5% de óleo total. As misturas foram aquecidas em ampolas separadas a 235º C durante duas horas. Ao analisar os resultados, os investigadores observaram que a formação de GE a partir de DAGs não é diretamente proporcional ao seu conteúdo, pois abaixo de 3% de DAG a formação de GE consegue ser controlada. Conseguiram também relacionar o nível de FFA no óleo de palma bruto com o conteúdo de DAG de óleo de palma totalmente refinado, ou seja, 3% de DAGs em óleo de palma refinado equivale a 1,2-1,3% de FFA no óleo bruto. Além disso, foi notável que baixos teores de FFA no óleo bruto implicam, posteriormente, baixos teores de GE no óleo refinado. Através de todas estas conclusões, foi-lhes possível estabelecer características preferenciais para o óleo. Assim, a fruta deve ser colhida e utilizada, no máximo, até 24 horas após a colheita; o óleo bruto deve apresentar um peso máximo de 1,3-2% de FFA e

um teor máximo de 3-3.5% de DAGs antes de desodorização 26

.

Por fim, a última patente designa-se por “Plant for cleaning bins used for vegetable

produce” (EP2501501 A1)35. O objetivo desta é ligeiramente diferente do das supra descritas. Nesta é descrito um processo de lavagem para as caixas usadas na recolha e transporte dos produtos vegetais. Este estudo foi desenvolvido devido à presença de variações no grau de sujidade dos recipientes de colheita, por isso, torna-se vantajoso e apropriado a realização de uma lavagem diferenciada de acordo com o diferente grau de sujidade. Neste processo, existe uma estação de medição e controlo que deteta e mede o nível de sujidade presente em cada uma das caixas, modificando o modo de lavagem de

acordo com o nível de sujidade detetado para cada uma delas 35

.

Investigadores do departamento de Biotecnologia e Catálise de Enzimas, do Instituto de Bioquímica, da Universidade de Greifswald na Alemanha, realizaram um estudo sobre a

remoção de 3-MCPD e dos seus ésteres através de enzimas, patenteando-o como “Enzymatic

removal of 3-monochloro-1,2-propanediol (3-MCPD) and its esters from oils”

(DE102009042760A1)14. Neste estudo, descreve-se a primeira abordagem enzimática para remoção de 3-MCPD e dos seus ésteres em sistemas aquosos e bifásicos, convertendo-os em glicerol. Inicialmente, o 3-MCPD foi convertido num sistema aquoso por uma cascata de enzimas e, depois, convertido em glicerol. De seguida, os 3-MCPDE foram convertidos num sistema bifásico, também através de uma cascata de enzimas, e, após isto, em glicerol 14_.

Atualmente, a presença de 3-MCPD nos óleos refinados é cuidadosamente monitorizada e os óleos com um teor de 3-MCPD acima do limite são descartados para garantir a total conformidade da EFSA 34.

1.3.7 Metabolismo no organismo humano

Em 2007, uma pesquisa do Comité Misto (FAO) / (OMS) de Peritos em Aditivos Alimentares (JECFA) 36 resumiu o conteúdo de 3-MCPD em vários alimentos consumidos por adultos e crianças por quilograma de peso corporal em relação às estimativas de exposição. As exposições dietéticas médias variaram de 0,02 a 0,7 mg/kg de peso corporal para uma vasta gama de alimentos, incluindo molho de soja e alimentos relacionados, nos quais a concentração média de 3-MCPD foi a mais elevada (8 mg/kg). As exposições estimadas para crianças pequenas, que constituem a maior percentagem entre outros grupos de consumidores, variaram de 0,06 a 2,3 mg/kg peso corporal 20.

Diversos estudos têm avaliado a ingestão de 3-MCPD a partir dos seus ésteres, observando a hidrólise completa destes compostos. Recentemente, estudos conduzidos com sistemas gastrointestinais modelo, demonstraram que os ésteres glicidílicos podem ser substratos de lipases e, consequentemente, liberar glicidol durante a digestão, contudo esta etapa parece depender diretamente do pH do meio7_{. Assim, assume-se que, tanto o 3-MCPDE como o GE}

são completamente degradados no processo digestivo, gerando 3-MCPD e glicidol, respetivamente. Esta é, então, a razão destes serem avaliados toxicologicamente como formas livres30. Muitos foram os estudos realizados com o objetivo de compreender os efeitos críticos do 3-MCPD e, através destes, foi possível definir os efeitos prejudiciais do composto bem como a dose diária admissível (DDA).

1.3.8 Perigos para a saúde humana

Como referido anteriormente, diversos são os estudos feitos e os pareceres científicos divulgados acerca dos perigos do 3-MCPD e 3-MCPDE e do glicidol e GE na saúde humana. Relativamente ao 3-MCPD, em 1994, foi feito, pelo Comité Científico da Alimentação Humana (SCF) da Comissão Europeia, um estudo de carcinogenicidade a longo prazo em ratos; em 2001, também pelo SCF, o 3-MCPD foi classificado; em 2004 o JECFA realizou uma avaliação de risco sobre a presença de 3-MCPD em alimentos; em 2007, o Instituto Federal de Avaliação de Riscos (BfR) deu o seu parecer sobre a toxicidade e biodisponibilidade de ésteres de 3-MCPD; em 2008, o Painel CONTAM, a pedido da CE, divulgou uma declaração acerca da presença de 3-MCPD em alimentos e confirmou a avaliação dada pela BfR; em 2012, o BfR fez uma revisão ao seu parecer dado em 2007 e estabeleceu uma DDA de 2 μg/kg de peso corporal; em 2013, a Agência Internacional de Investigação sobre o Cancro (IARC), declarou que não havia evidências que sugerissem que o 3-MCPD não seria genotóxico. Dos estudos e opiniões divulgados ao longo destes anos, foi possível melhorar o conhecimento acerca do 3-MCPD e os seus efeitos. Sabe-se agora que os mecanismos genotóxicos deste composto resultam num aumento de tumores benignos em ratos; induz, nos mesmos, neoplasia por um mecanismo que não envolve danos no DNA; é necessária uma exposição acima do limiar, isto é, não ocorrem efeitos abaixo de uma certa dose; concentrações médias/altas consumidas num curto período de tempo causam hiperplasia e tumores nos rins e órgãos reprodutivos; não apresenta efeitos mutagénicos; foi classificado como cancerígeno do Grupo 2B, ou seja, existem algumas evidências de que é um possível cancerígeno para os seres humanos, e como Proposição 65 que se refere a uma substância que pode causar cancro, defeitos congénitos e outros danos reprodutivos. Até hoje, não foram realizados estudos em humanos, todas as conclusões acima referidas advêm de estudos realizados em ratos e camundongos 10,12,30_.

Como referido anteriormente e, segundo a recomendação do Regulamento (CE) Nº 1881/2006 da Comissão de 19 de dezembro de 2006 que fixa os teores máximos de certos contaminantes presentes nos géneros alimentícios 37, a dose diária admissível é de 2 μg/kg de peso corporal para o 3-MCPD. Este regulamento apenas fixa teores máximos obrigatórios de 20 μg/kg de 3-MCPD nas proteínas vegetais hidrolisadas e em molhos de soja. Relativamente à DDA, a CE solicitou um novo parecer científico sobre os riscos para a saúde

humana relacionados com a presença deste contaminante ao Painel sobre Contaminantes da Cadeia Alimentar (CONTAM Panel) da EFSA. Assim em março de 2016 a CONTAM Panel estabeleceu uma DDA de 0,8 μg/kg de peso corporal para o 3-MCPD 12,15.

Em relação ao glicidol, este foi classificado pelo IARC como cancerígeno do grupo 2A, isto é, existem fortes evidências de que é um provável cancerígeno para os seres humanos. O BfR conclui que os níveis de exposição de lactentes e adultos representam um perigo para a saúde humana devido às propriedades genotóxicas e carcinogénicas do glicidol e ao metabolismo hidrolítico para glicidol biodisponível. Posto isto, o mesmo recomendou que os níveis de GE em óleos vegetais deveriam ser reduzidos tanto quanto possível de acordo com o princípio de ALARA (As Low As Reasonably Achievable). Testes de carcinogenicidade mostraram um aumento da incidência de tumores em ratos e camundongos quando expostos ao glicidol 12,30.

1.3.9 Métodos de análise

Vários investigadores e organizações têm vindo a desenvolver métodos de análise para ésteres de 3-MCPD e GE a fim de se conseguir uma quantificação rápida e fácil, para que os limites sejam cumpridos. Contudo, não são estabelecidos métodos específicos para a determinação deste contaminante, mas existem critérios de desempenho que devem ser seguidos. Exemplos destes critérios são o limite de deteção (LOD)1 _{e o limite de}

quantificação (LOQ)2 _{de 5 e 10 μg/kg, respetivamente, em relação à matéria seca} 38_.

A análise destes contaminantes é extremamente complexa e identificam-se sobretudo métodos diretos e indiretos.

Os métodos diretos permitem identificar individualmente os 3-MCPDE. Normalmente, estes métodos são antecedidos de extração em fase sólida e a determinação de 3-MCPD é depois realizada utilizando métodos de cromatografia gasosa acoplada a detetor de espectrometria de massa (GC-MS). Porém, têm também sido divulgados métodos de cromatografia líquida

1_{Limite de deteção: limite de deteção, teor mínimo medido a partir do qual é possível deduzir a presença do analito com}

uma certeza estatística razoável. O limite de deteção é numericamente igual a três vezes o desvio-padrão da média de ensaios em branco (n > 20) 49_.

2_{Limite de quantificação: limite de quantificação, teor mais baixo do analito que é possível medir com uma certeza}

estatística razoável. Se a exatidão e a precisão forem constantes numa gama de concentrações centrada no limite de deteção, o limite de quantificação é numericamente igual a 10 vezes o desvio-padrão da média de ensaios em branco (n ≥ 20) 49_.

de alta eficiência acoplada à espectrometria de massa (HPLC-MS). Por sua vez, nos métodos indiretos, a concentração total dos ésteres de 3-MCPD é medida como 3-MCPD e compreende a adição de padrão interno, hidrólise, neutralização, remoção de ésteres metílicos de ácidos gordos, derivatização do 3-MCPD e, por último, análise por GC-MS. Na determinação indireta, os 3-MCPDE presentes na amostra são analisados sob a forma livre de 3-MCPD sendo, para isso, necessária a realização da conversão dos ésteres. Inicialmente, é adicionado um padrão interno à amostra. De seguida, inicia-se a conversão de 3-MCPDE em 3-MCPD através da reação de transesterificação catalisada por um ácido ou uma base. De acordo com alguns investigadores, a libertação de 3-MCPD, quando é realizada a transesterificação ácida, usando uma solução de ácido sulfúrico em metanol, ocorre em 16 horas. É, ainda, realizada a neutralização utilizando o bicarbonato de sódio e a remoção dos ésteres metílicos de ácidos gordos por salting-out, usando o cloreto de sódio. Por fim, é feita a derivatização do 3-MCPD, usando ácido fenilborónico ou heptafluorobutirilimidazol. A realização desta etapa justifica-se pela baixa volatilidade e alta polaridade do 3-MCPD conseguindo-se, assim, um aumento da volatilidade e da sensibilidade do composto. Por fim, é analisada, por Cromatografia Gasosa acoplada a espectrometria de massa (GC-MS). A análise indireta faz uso apenas de um pequeno número de padrões analíticos, o que a torna vantajosa. No entanto, apresenta desvantagens como a impossibilidade de identificar o tipo de ésteres presentes; a necessidade de inúmeras etapas para a preparação da amostra, tornando-se um procedimento longo e suscetível a erros, e o elevado tempo necessário para a transesterificação. A fim de contornar estas desvantagens, têm sido propostas diversas modificações a este procedimento. Assim, novas investigações sugeriram a transesterificação catalisada por uma base. Neste procedimento, o 3-MCPD é separado dos ésteres em apenas 10 minutos usando uma solução de metóxido de sódio e metanol. As etapas de neutralização e salting-out são realizadas com soluções de ácido acético glacial e cloreto de sódio, respetivamente. O método foi validado e adotado pela Sociedade Alemã de Pesquisa de Óleos e Gorduras como DGF C-III 18 (09) 39_{. Este método}

apresenta, como principal vantagem, uma significativa redução do tempo de transesterificação. Com o intuito de contornar a suscetibilidade a erros dos métodos diretos foram realizados dois ensaios utilizando o óleo de palma refinado como amostra 39,40. Nestes ensaios, foram notórias algumas discrepâncias nos resultados obtidos dos métodos com recurso à transesterificação ácida e com recurso à transesterificação alcalina. Os